JPS61296830A - 変復調回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は変復調回路、特に二線式回線で全二重通信のデ
ータ伝送を行うためエコーキャンセラを具備した変復調
回路に関する。

〔従来の技術〕

従来、二線式回線全二重通信用のデータ変復調器として
、伝送路中の二線−四線変換部での回り込みＫよって生
じたエコー信号を消去するエコーキャンセラを設けるこ
とＫよシ、二線式回線での双方向伝送を実現した変復調
回路が使用されている。変復調回路内のエコーキャンセ
ラは、トランスバーサルフィルタを用いた適応フィルタ
で送信信号から擬似エコー信号を発生し、エコー信号が
重畳した受信信号から擬似エコー信号を減算することに
よシ、エコー信号を消去して受信信号を得る。この場合
に、変復調回路で送信および受信を同時に行っているダ
ブルトーク時におけるエコー消去の性能劣化を防ぐため
、エコー信号が重畳した受信信号から擬似エコー信号を
減算した上、受信信号を推定した擬似受信信号を発生さ
せて、擬似エコー信号を減算した結果から更にこの擬似
受信信号を減算し、この減算結果を擬似エコー信号発生
用の適応フィルタに送るようにして、適応フィルタの動
作に対する受信信号の悪影響を軽減した変復調回路が提
案されている。（例えば、特願昭５７−１９７６３号明
細書に記載の装置ρこれとは別に、伝送路に、変換装置
での搬送波の周波数オフセットや位相ジッタなどが時間
経過と共に変化する時変要因が存在することが多く、そ
の影響でエコー消去性能が劣化するのを防ぐため、擬似
エコー信号の位相を伝送路の時変要因にＯｎ　ｃｏｍｍ
ｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　、　ＶＯＬ、Ｃ０Ｍ−２６，ｈ
　８　。

１９７８年、［Ａ　Ｐｈａｓｅ　Ａｄａｐｔｉｖｅ　５
ｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｆｏｒＥｃｈｏ　Ｃａｎｃｅｌｌａ
ｔｉｏｎ　ＪｉＣ記載された回路。）〔発明が解決しよ
うとする問題点〕 上述の、ダブルトーク時でのエコー消去性能劣化を防ぐ
回路、および時変要因によるエコー消去性能劣化を防ぐ
回路の二つの従来の回路のうち、前者では時変要因によ
る性能劣化を防止できず、また後者ではダブルトーク時
での性能劣化を防止できないという問題点がある。この
両回路の機能を結合するには、すなわち擬似受信信号の
発生・減算の機能と位相適応制御の機能とを結合するに
は、信号処理のタイミングを合わせる工夫を要し、両機
能を結合して備えた変復調回路は従来知られていない。

本発明の目的は、上述の問題点を解決し搬送波の周波数
オフセットや位相ジッタなどの時変要因による位相回転
を含むエコー信号をダブルトーク時にも十分抑圧できる
変復調回路を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の回路は、送信シンボルを変調してハイブリッド
回路を介し二線式の伝送路へ送信し、該伝送路から前記
ハイブリッド回路を介し到来する信号を復調してエコー
信号および受信データを含むデータ信号を発生する変復
調手段と、前記エコー信号の抑圧度を示す誤差信号およ
び前記送信シンボルに応答して擬似エコー信号を発生す
る適応フィルタと、前記擬似エコー信号を遅延させる第
将の遅延器と、該第１の遅延器の送出信号および前記誤
差信号に応答して前記エコー信号に与えられた位相回転
量を算定した位相補正信号を発生する位相制御回路と、
該位相補正信号を乗算して前記擬似エコー信号に位相回
転を与える乗算器とを有するエコー発生手段と、 前記データ信号および前記位相回転を与えた前記擬似エ
コー信号間の減算を行なって残差信号を発生する第１の
減算器と、該残差信号に含まれている前記受信データか
ら受信シンボルを再生し且つ該受信シンボルおよび前記
誤差信号に応答して前記受信データを推定した擬似受信
データを発生する等化判定部と、前記残差信号を遅延さ
せる第２の遅延器と１．該第２の遅延器の送出信号およ
び前記擬似受信データ間の減算を行なって該減算結果を
前記誤差信号として発する第２の減算器とを有する誤差
発生手段とを、備えている。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。送
信シンボルは、予め定めた同期毎に複素ディジタル値を
もつデータ信号であシ、変調部２へ送られると共に、エ
コー発生部１へ送られる。変調部２は、送信シンボルで
例えば多値直交振幅変調などの二次元変調を行い、変調
の結果得られるアナログ信号をハイブリッド回路３を介
して二線式回線の伝送路に送出する。ハイブリッド回路
３は、二線および四線の相互変換を行うために設けられ
ておシ、上述のごとく自局での変調信号を二線式回線の
伝送路へ導くと共に、伝送路を介して相手局から送られ
てくる変調信号を復調部４へ導く。ダブルトーク時に復
調部４には、相手局から送られて来た受信信号のほかに
、自局の送信信号がハイブリッド回路３や伝送路中の二
線−四線変換部で回り込んで生じたエコー信号が到来す
る。

この到来信号中に含まれている相手局からの受信信号で
は、そのデータ信号の周期タイミングが送信シンボルの
周期タイミングに対しずれていることが多い。このタイ
ミングずれに起因する誤動作を防ぐため、復調部４では
、到来信号をつ調し、送信シンボルの周期よりも短い時
間毎例えば送信シンボル周期の半分の時間毎にサンプリ
ングしたディジタル値のデータ値のデータ信号を発生し
て、これを減算器６に送る。減算器６は、このデータ信
号から、後述のようにしてエコー発生部１で発生した（
第２の）擬似エコー信号を減算し、この結果得られる第
１の残差信号を等化判定部５と遅延器８とに送る。等化
判定部５は、後述のごとく、第１の残差信号に含まれて
いる受信データ信号に対し波形等化を行いデータ値を判
定して受信シンボルを発生し送出すると共に、この受信
シンボルに応じた擬似受信データを発生して減算器７へ
送る。遅延器８は、第１の残差信号中の受信データに対
する擬似受信データの波形遅延時間を補正するために挿
入した遅延回路である。減算器７は、遅延器８で遅延さ
れた第１の残差信号から、擬似受信データを減算し、こ
の結果得られる第２の残差信号を等化判定部５とエコー
発生部１とに送る。

等化判定部５では、第２の残差信号中の受信データ成分
を消去するように、擬似受信データの波形を制御してい
る。

エコー発生部１の適応フィルタ１０は、後述するごとく
、送信シンボルと、乗算器１５から送られてくる残留エ
コー信号とに応じて、第１の擬似エコー信号を発生し、
これを遅延器１１および乗算器１４に送る。遅延器１１
で遅延した第１の擬似エコー信号と、乗算器１５から送
られてくる残留エコー信号とに応答して、位相制御回路
１３は、伝送路での搬送波の周波数オフセットや位相ジ
ッタなどの時変要因によって生じたエコー信号の位相回
転を補正するための位相補正信号を発生し、これを乗算
器１４に送ると共に、遅延器１２を介して乗算器１５へ
送る。乗算器１４は、第１の擬似エコー信号と位相補正
信号とを乗算して第２の擬似エコー信号を発生し、これ
を減算器６に送る。

減算器６の送出信号の主な成分は、受信データ信号と、
エコー信号から擬似エコー信号を差引いた残留エコー信
号とである。また減算器７で受信データ信号の消去が十
分に行われたとき、乗算器１５へ送られる第２の残差信
号は実質的に残留エコー信号だけを含むとみなして良い
。乗算器１５は、この第２の残差信号に遅延器１２を介
して与えられる位相補正信号の共役複索値を乗算し、こ
の結果得られる位相補正された残留エコー信号を適応フ
ィルタ１０および位相制御回路１３へ送る。

エコー発生部１の遅延器１１および１２は、遅延器８で
の遅延によって生ずる信号処理のタイミングのずれを補
正するための遅延回路であυ、おのおの遅延器８と同じ
遅延時間をもつ。まず、成る周期における第１の擬似エ
コー信号の複素値を企、とじ、同じ周期でのエコー信号
の複素値をｑ。・ｅｔ（ｊａ（但し％　（１＋は位相回
転の無い場合のエコー信号値、Ｃは自然対数の底、ｉは
虚数単位（ｆ］）、θ謹は伝送路で与えられる位相回転
量をそれぞれ示す。）とすると、その周期での残留エコ
ー信号の複素値は（ｑ。・・ｉθ・−命。・・１ｅ）（
但し、ｅｉＱ＝ｃｏ・へ＋　ｉ　ｓｉｎ　谷は位相補正
信号の複素値を示す。）と表わされる。この残留エコー
信号は遅延器８での遅延時間だけ遅れて乗算器１５に到
来するが、遅延器８および１２の遅延時間が相当しいか
ら、位相補正信号も同じタイミングで到来する。従って
この時に乗算器１５が送出する残留エコー信号の複△ 数値は、〔ｑｏ−ｅｉ（θ・−θ・）Ｊ、、ｒと表わさ
れる。

またｉの時に遅延器１１を介して位相制御回路１３にも
、同じタイミングで第１の擬似エコー信号が到来する。

すなわち、この時に位相制御回路１３へ送られてくる第
１の擬似エコー信号の複素値は、遅延器８および１１の
遅延時間が相等しいから、企、である。この結果、位相
制御回路１３に与える第１の擬似エコー信号と残留エコ
ー信号とのタイミングを揃えることができる。

第２図および第３図はそれぞれ、本実施例のエコー発生
部１中の適応フィルタ１および位相制御回路１３の構成
例を示すブロック図である。第２図の回路は、送信シン
ボルと、乗算器１５から送られてくる残留エコー信号と
の相関をとることによシ各タップ係数を制御して、第１
の擬似エコー信号を発生するトランスバーサルフィルタ
で構成した適応フィルタである。送信シンボルの一周期
に等しい遅延時間をもつ遅延器（Ｄ）２０を継続接続し
たタップ付遅延回路の一端から、送信シンボルを入力し
である。各タップの送出信号は、各タップ件数を示す信
号を発生し送信シンボルとの畳込み演算を行うだめの演
算回路Ｃ１およびＣ２へ送られる。演算回路Ｃ１および
Ｃ２は同じ回路構成を有しており、前述の昏調部４での
サンプリング周期と同期して接続を切換えるスイッチＳ
Ｗ１あるいは８Ｗ２をそれぞれ介して乗算器１５あるい
は１４に導かれている。すなわち、演算回路Ｃ１および
Ｃ２は、復調部４でのサンプリング周期毎に交互に、乗
算器２３でタップ送出信号とタップ係数とを乗算したあ
と、加算器２４ですべて加算して、第１の擬似エコー信
号として送出する。各タップ係数は、通常の適応フィル
タの場合と同様にタップ送出信号と残留エコー信号とを
相関器２１に与えて発生させるが、本実施例では前述の
ごとく遅延器８での遅延時間によシタイミングずれを生
じるので、各タップ送出信号に乗算するタップ係数は、
そのタップよシも遅延器８の遅延時間分だけ遅れたタッ
プの送出信号を与えている相関器２１で発生している。

第３図の回路は、遅延器１１から送られてくる第１の擬
似エコー信号と、乗算器１５から送られてくる残留エコ
ー信号とから、傾斜アルゴリズムを用いて位相補正信号
を発生する位相制御回路で値の二乗すなわちＲ，＝ｒ、
・ｒａ＊（但し添字＊は共役複素数を示す）に対し、最
小値に収束する傾斜アｋ　−ｆ　ＩＪ　Ｘ工を適□、ｄ
。補工量音、を求ゎ＝−２Ｉｍ（ｒ、−９ｍ”）−・−
＋１）（但し、Ｉｍは虚数部を示す）なる関係が成立す
るから、 へ衾＝λ・Ｉｍ（ｒ、−９，＊）　　　　・・・・・・
（２）（但し、λは修正係数を示す）なる関係が得られ
る。乗算器２６は、残留エコー信号（ｒ、）と第１の擬
似エコー信号の共役値ｄト）とを乗算して、乗算結果の
虚数部を増幅器２７に送る。増幅器２７は、これを修正
係数（λ）倍して式（２）の補正景（Δ灸）を示す信号
を発生し、加算器２９および遅延器（Ｄ）３０から成る
累加算回路へ送−て　ｆ、の補正を行う。位相発生回路
３１は、累加算回路から送られ、△ てくる値谷に応じて、位相補正信号（・・６・）を発生
し、乗算器１４および遅延器１２に送る。なお、雑音や
位相飛躍などによシ急激な位相変化を生じた際に、位相
補正信号の過渡特性を平滑化する必要がある場合には、
破線ブロックで示すように、増幅器２７のあとに平滑化
用のフィルタ２８を付加接続すれば良い。

第２図で説明したように適応フィルタ（１）でのタップ
係数発生用の相関器の接続箇所を遅延器８の遅延時間分
だけずらし、更に第３図の位相制御回路（１３）に入力
する両信号のタイミングを遅延器１１によシ合わせ、ま
た乗算器１４および１５での乗算タイミングを遅延器１
２で合わせることにより、本実施例のエコー発生部１で
は、遅延器８での遅延に起因する信号処理のタイミング
ずれの影響を除去できる。従って適応フィルタ１０と位
相制御回路１３とは、互いに７合したタイミングで協働
して、前者は会、がρ、に収束するよう、また後者は分
。がθ７に収束するよう、それぞれ適応動作する。

第４図は本実施例の等化判定部５の一構成例を示すブロ
ック図である。減算器６から送られてくる第１の残差信
号は補間フィルタ５０に送られる。

前述したごとく、自局の送信シンボルと、相手局から送
られてくる受信シンボルとは、データ周期のタイミング
がずれており、補間フィルタ５０は第１の残差信号に含
まれている受信データからそのタイミング信号を抽出し
て等化判定部５内での信号処理タイミングを確立すると
共に（但しこのタイミング系の図示は省略した）、この
タイミングの下での受信データの補間値を発生して適応
フィルタ５１へ送る。適応フィルタ５１に与えられる補
間データは、伝送路の伝送特性に起因する波形歪と、伝
送路中の時変要因による位相回転歪とを含んでいる。適
応フィルタ５１は、補間データと共に、乗算器５４から
送られてくる誤差信号を受けて、波形歪を適応等化し、
等化信号を乗算器５３へ送る。乗算器５３は、位相制御
回路５７から与えられる位相補正信号の共役複素値を等
化信号に乗算して、乗算結果を判定回路５６へ送る。

判定回路５６は、乗算器５３から送られてくる信号のレ
ベルを識別して受信シンボルを発生し送出する。位相制
御回路５７は、第３図の回路と同じ構成を有し、乗算器
５３の送出信号とを与えである。成る周期における受信
シンボルの複素値を矢で表わし、同じ周期での等化信号
の複素値をｙＰｉ９）ＩＩとする。また同じ周期におけ
る位相制御回路５７の送出信号すなわち位相補正信号の
複素値を・疵とする。この時の乗算器２６の送出信号の
値は、７ａ”””−令・）で表わされる。位相ｍｌＪ御
回路５７は、第３図での説明を参照すれば明らかなよう
に、傾斜アルゴリズムを適用した場合の令。の補正量△
令。

に相当する。

△知λＩｍ　（７，５１（ψ・痛紬　・・・・・・（３
）を算定して、への補正を行う。また判定回路５６は、
受信シンボルと乗算器５３の送出信号との差値をもつ信
号を乗算器５４へ送シ、乗算器５４は２ゎに位＠イエ信
っ（。ｉ仇）や乗算いよ、１９フイルタ５１に誤差信号
として与える。すなわち、適応フィルタ５１と位相制御
回路５７とが協働して、前者はｙ。がへに収束するよう
、また後者は令。がψ。に収束するよう、それぞれ適応
動作を行う。

また受信シンボルは、乗算器５５へ送られ位相補正ヶ号
（。ｊＧ’ａ　）を乗算ヶれえあと、第１゜残差信号中
の受信データを再生１′るための適応フィルタ５２へ送
られる。適応フィルタ５２の送出信号は、擬似受信デー
タとして減算器７の一方の入力端に送られ、減算器７が
送出する第２の残差信号は適応フィルタ５２へ誤差信号
として与えられる。

適応フィルタ５２は誤差信号がゼロに収束するよう適応
動作して、ダブルトーク時の第２の残差信号中に含まれ
る受信テークを消去する。

このように、第１図中の等化判定部５で受信データの波
形等化を行ったあと擬似受信データを発生した場合に、
第１の残差信号（すなわち減算器６の送出信号）中の一
受信データに対し擬似受信データが遅延するのは避けら
れず、第１の残差信号を遅延器８に通して両者のタイミ
ングを合わせてから減算することにより１両者の相殺を
行っている。遅延器８を設けたために生ずるエコー発生
部１内でのタイミングずれの問題は、第２図および第３
図で説明したように、適応フィルタ１０でのタップ係数
の接続の仕方、ならびに遅延器１１および１２の接続に
よシ解決される。従って、本実施゛例では、時変要因に
よる位相回転を含むエコー信号をダブルトーク時にも十
分抑圧することができる。なお第４図中の補間フィルタ
５０および適応フィルタ５１での補間および波形等化の
機能は、適応フィルタに一体化して実現できるが、周知
の技術であり説明は省略する。

第５図は本実施例中のエコー発生部１の他の構成例を示
すブロック図である。同図において、送信シンボルは乗
算器１４に送られて、位相制御回路１３が発生する位相
補正信号を乗算したあと、適応フィルタ１０へ送られて
いる。減算器７から送られてくる第２の残差信号は、適
応フィルタ１゜および位相制御回路１３へそれぞれ与え
られる。

適応フィルタ１０は、伝送路での時変要因による位相回
転を補正した擬似エコー信号、すなわち第１図の説明に
おける第２の擬似エコー信号に相当する信号を発生して
減算器６および遅延器１１に送る。位相制御回路１３は
、例えば第３図と同一構成を有し、第２の残差信号と、
これにタイミングを合わせるため遅延器１１を通した擬
似エコー信号とに応答して１位相補正信号を発生し乗算
器１４に送る。この構成では、第１図の回路中の遅延器
１２や乗算器１５が不要になるが、通常、位相補正信号
を乗じた送信シンボルの所要ビット数は送信シンボルの
所要ビット数よυも大きいから、適応フィルタ１０の遅
延器２０や乗算器２３のビット数を第１図の回路の場合
よシも増やす必要がある、という得失がある。この得失
を勘案して第１図および本図のうちいずれの回路かを選
定すれば良い。

なお本実施例では、送信シンボルおよび受信シンボルが
二次元信号すなわち複素信号である場合について示した
が、−次元信号すなわち一つの実信号の場合でも同様の
構成で実現できることは明らかであシ、本実施例と同様
の効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上に説明したごとく本発明には、伝送路での搬送波の
周波数オフセットや位相ジッタなどの時変要因による位
相回転を含むエコー信号をダブルトーク時にも十分抑圧
する変復調回路を実現できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図はおのおの本発明の実施例を示すブ
ロック図である。 １−・・・・・エコー発生部、１０，５１，５２・・・
・・・適応フィルタ、８，１１，１２，２０．３０・・
・・・・遅延器、１３゜５７・・・・・・位相制御回路
、１４，１５，２３，２６，５３〜５５・・・・・・乗
算器、２・・・・・・変調部、３・・・・・・ハイブリ
ッド回路、４・・・・・・復調部、５・・・・・・等化
判定部、６゜７・・・・・・減算器、２４．２９・・・
・−・加算器、２１・・・・・・相関器、２７・・・・
・・増幅器、２８・・・・・・フィルタ、３１・・・・
・・位相発生回路、５０・・・・・・補間フィルタ、５
６第４−図 第Ｓ　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 送信シンボルを変調してハイブリッド回路を介し二線式
   の伝送路へ送信し、該伝送路から前記ハイブリッド回路
   を介し到来する信号を復調してエコー信号および受信デ
   ータを含むデータ信号を発生する変復調手段と、 前記エコー信号の抑圧度を示す誤差信号および前記送信
   シンボルに応答して擬似エコー信号を発生する適応フィ
   ルタと、前記擬似エコー信号を遅延させる第１の遅延器
   と、該第１の遅延器の送出信号および前記誤差信号に応
   答して前記エコー信号に与えられた位相回転量を算定し
   た位相補正信号を発生する位相制御回路と、該位相補正
   信号を乗算して前記擬似エコー信号に位相回転を与える
   乗算器とを有するエコー発生手段と、 前記データ信号および前記位相回転を与えた前記擬似エ
   コー信号間の減算を行なって残差信号を発生する第１の
   減算器と、該残差信号に含まれている前記受信データか
   ら受信シンボルを再生し且つ該受信シンボルおよび前記
   誤差信号に応答して前記受信データを推定した擬似受信
   データを発生する等化判定部と、前記残差信号を遅延さ
   せる第２の遅延器と、該第２の遅延器の送出信号および
   前記擬似受信データ間の減算を行なって該減算結果を前
   記誤差信号として発する第２の減算器とを有する誤差発
   生手段とを、 備えたことを特徴とする変復調回路。